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第四章 MCS-51 汇编程序设计

第四章 MCS-51 汇编程序设计. 本章在指令系统基础上，介绍 51 单片机 汇编语言程序设计. 本章主要内容. 4 ． 1 汇编语言程序设计简介 4 ． 2 顺序程序设计 4 ． 3 分支程序设计 4 ． 4 循环程序设计 4 ． 5 子程序设计和参数传递. 4 ． 1 汇编语言程序设计简介. 1 、 MCS-51 采用的程序设计语言 机器语言：现在基本不用； 51 汇编语言：计算简单、主要是控制 混合语言： 51 汇编语言 + 高级语言如 C51 （控制 + 计算 ）. 2 、汇编语言源程序 只采用汇编语言描述或编写的程序.

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第四章 MCS-51 汇编程序设计

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  1. 第四章 MCS-51汇编程序设计 本章在指令系统基础上，介绍51单片机汇编语言程序设计

  2. 本章主要内容 4．1 汇编语言程序设计简介 4．2 顺序程序设计 4．3 分支程序设计 4．4 循环程序设计 4．5 子程序设计和参数传递

  3. 4．1 汇编语言程序设计简介 1、MCS-51采用的程序设计语言 机器语言：现在基本不用； 51汇编语言：计算简单、主要是控制 混合语言： 51汇编语言+高级语言如C51（控制+计算） 2、汇编语言源程序 只采用汇编语言描述或编写的程序 3、51汇编语言源程序：只能用于51单片机上运行 只采用51汇编语言描述或编写的程序 注：不同机器汇编语言不相同，其汇编语言源程序也不相同

  4. 4、51汇编语言源程序组成 汇编语言源程序是汇编语句的有序集合 即由若干条汇编语句按一定顺序组成 程序 文章 语句 句子 程序结构 逻辑关系 程序是按一定的逻辑关系将语句组合起来的集合

  5. 5 、汇编程序语句格式 不同语言的语句都有一定格式 。 MCS—51汇编语言的语句格式如下： [标号]： 指令 ；[注释] 方括号括起来的是可选择部分，可有可无，视需要而定 (1)标号是语句地址的标志符号 ； (2)指令：用于规定语句执行的操作或功能； 指令即是MCS—51指令系统中的汇编指令 (3)注释：对语句的解释说明 ，提高可读性； (4)指令中数据形式： 十进制数：以D作为后缀（可省略）如15D 二进制数：以B作为后缀如00001111B 十六进制数：以H作为后缀，若以A-F开头其前必加0，0F0H 字符或字符串：用‘’或“”表示如‘A’表示字符A的ASCII码（41H）

  6. 6 、程序的基本结构 程序的基本结构即逻辑结构： 程序中语句之间的逻辑关系； 各语句在程序中的先后顺序关系； 各语句执行的顺序关系。 结构化程序的基本结构有三种： (1)顺序结构： (2)分支结构： (3)循环结构： 由于处理问题不同，不同程序结构不尽相同； 实际的程序的结构是以上三种基本结构的混合形式

  7. 程序基本结构的示意图 设某一程序由5条语句组成：1、2、3、4、5 1 1 1 2 2 2 3 3 3 4 4 4 5 5 5 循环结构 顺序结构 分支结构

  8. 7 、程序设计基本步骤 第一步 问题分析（定义已知、要求） 第二步 确定处理问题的方法即算法 第三步 工作单元分配（变量或寄存器任务分配） 第四步 根据算法绘制程序流程图（确定逻辑结构） 第五步 根据流程图编写源程序 第六步 程序调试：查错且更正（上机实验）

  9. 8 、程序流程图—算法描述的图形工具 程序流程图：算法的图形描述 是描述程序执行过程的示图，由逻辑框符号和流程线组成 逻辑框符号：指示程序操作功能的符号 流程线：指示操作顺序的符号，指出程序执行的流向 处理框 开始/结束 判断框 流程线 输入输出框 连接框

  10. 9 、伪指令 ：用于规定程序地址和建立数据表格 计算机只认识机器指令(二进制编码)，必须把汇编语言源程序通过汇编程序翻译成机器语言程序(目标程序)，计算机才能执行，这个翻译过程称为汇编。汇编程序在汇编过程中，必须要提供一些专门的指令以协助汇编，这些指令在汇编时并不产生目标代码，不影响程序的执行，所以称为伪指令。 (1) 汇编起始/定位指令ORG 指令格式为：ORG nn 指令的作用：指明后面的程序或数据块的起始地址，它总是出现在每段源程序或数据块的开始。式中，nn为16位地址或标号。 ORG 0030H MOV A，#20H 则指令MOV A，#20H将存放在0030H地址开始的存贮单元中

  11. (2)汇编结束指令END 指令格式： END 功能：提供汇编结束标志。 汇编程序遇到END后就停止汇编，对END以后的语句不予处理，故END应放在程序的结束处。 且每个程序最后都 是END指令 (3) 常量定义伪指令EQU 格式： 字符名称 EQU 数字 功能：使指令中的字符名称等价于给定的数字 G6 EQU 60 MOV A，#G6 MOV A，#60

  12. (4) 定义字节指令DB 指令格式： [标号：] DB X1，X2，…，Xn 其中 X1，X2， … ，Xn为8位数据或ASC码 功能：把X1，X2， … ，Xn依次存入从标号开始的连续的存储单元中。 0200H 0201H 0202H 0203H 0204H ORG 0200H BUF1: DB 10H,20H,25H,80H (5) 定义字指令DW 指令格式： [标号：] DW 16位数据表 指令功能：与DB相似，区别仅在于从指定地址开始存放的是指令中的16位数据。每个16位数据要占两个存储单元，高8位先存，低8位后存.

  13. （6）定义存储单元指令DS 格式：标号：DS 数字 功能：表示从标号所指示的单元开始，根据数字的值保留一定数量的字节存储单元。 例： SPACE: DS 10 ；表示从SPACE开始保留10个存储单元， 下一条指令将从SPACE+10处开始汇编。 （7）地址符号指令BIT 格式：名称 BIT 位地址 功能：将位地址赋给某一名称 例： PORTER BIT P1.5 ； MOV C,PORTER 将P1.5的数值送到进位标志CY中。

  14. 4.2 顺序程序设计 顺序结构是最简单的一种程序结构，编程很容易，它 有两个显著特点： ①程序语句按编写顺序一条条执行，程序流向不变 最后一条指令执行完毕整个程序即结束. ②程序中无转移、调转等指令； 多用于处理比较简单的问题 例1 两个无符号单字节数相加程序 已知：被加数存放于内部RAM的40H，加数存放于50H， 设计程序计算这二数据之和且将二数之和存入40H单元中。 假设:二数之和仍为单字节数即无进位。

  15. 第一步 问题分析（定义已知、要求及假设） X + Y = Z 40H X + 50H Y 40H Z 第二步 确定处理问题的方法即算法 结合语言本身的特点确定解决方法 X 寄存器 寄存器 + Y 寄存器 寄存器 Z 第三步 工作单元分配（变量或寄存器任务分配） 工作单元：寄存器 ？ 寄存器只能是A

  16. 开始 开始 （40H） A （A）+（50H） A （A） 40H 结束 结束 第四步 根据算法绘制程序流程图（确定逻辑结构） 取数X送累加器A A和数Y相加 相加结果保存 流程图1 流程图2

  17. 开始 （40H） A （A）+（50H） A （A） 40H 结束 第五步 根据流程图编写源程序 ORG 0000H ；程序开始 START： MOV A，40H ； 8位被加数送A ADD A，50H ；两数相加 MOV 40H，A ；相加和送40H END ；程序结束 注：程序从ROM的0000H单元开始存放 第六步 程序调试：查错且更正（上机实验）

  18. D7-4 D3-0 40H 41H 4 10 48 40 8 例2 单字节二进制数转换成压缩BCD码程序设计 设单字节二进制数存于内部RAM 40H中（设<100），转换结果存于41H中。 第一步 问题分析（定义已知、要求及假设） 30H 4 8 十位 个位 第二步 确定处理问题的方法即算法 A中十六进制数据在0-99之间，将其除以10后所得商为BCD码的十位数，余数为个位数，再合并为一个字节 商：十位数 余数：个位数

  19. 开始 结束 工作单元：被除数、除数、商和余数 第三步 工作单元分配（变量或寄存器任务分配） A：被除数和商 B：除数和余数 ？ 第四步 根据算法绘制程序流程图（确定逻辑结构） 从40H取数送A 被除数10送B 除法运算 合并商和余数 结果保存在41H

  20. 开始 从40H取数送A 被除数10送B 除法运算 结束 合并商和余数 结果保存在41H 第五步 根据流程图编写源程序 ORG 0030H ；程序开始 HEXBCD：MOV A,40H ；取数 MOV B,#10 DIV AB ；除以10 SWAP A ADD A，B ；合并商和余数为一个字节 ；商存高半字节，余数存低半字节 MOV 41H，A ；保存结果 END ；程序结束 注：程序从ROM的0030H单元开始存放 第六步 程序调试：查错且更正（上机实验）

  21. 是 条件满足？ 否 1 2 4．3 分支程序设计 一、 分支结构程序特点： 根据给定的条件进行判定以决定程序执行流向， 并不总是按语句编写顺序执行即在程序某处有分支 二 、分支的实现 通常由条件转移指令实现这一功能 ①根据要求利用转移指令，改变程序流向； ②设计难点是如何正确使用供条件转移指令使用的条件。 三、分支转移指令 1 条件转移指令； 2 无条件转移指令； 3 比较转移指令；

  22. 执行条件转移指令时，先对某一条件或状态进行执行条件转移指令时，先对某一条件或状态进行 判断，满足则转移；否则顺序执行后面的指令 条件转移指令 JZ 标号 JNZ 标号 JC 标号 JNC 标号 JB bit,标号 JNB bit, 标号 无条件转移指令 执行无条件转移指令时，无论状态如何都转移至标号处，而不按顺序执行后面的指令。 AJMP 标号 SJMP 标号 LJMP 标号 JMP ＠A+DPTR

  23. 比较不相等转移指令 执行这类指令时，先对两个数大小进行比较，若不相等则转移；否则顺序执行后面的指令

  24. A A +30H 0- 9的数 ASCII码 A- F的数 +37H 例1 十六进制数转换成ASCII码 设待转换的一位十六进制数据已存于A中，要求将之转换成相应ASCII码，结果仍存于A中。 第一步 问题分析（定义已知、要求及假设） 01H 31H 第二步 确定处理问题的方法即算法 在转换程序中应在判别后分别进行处理。

  25. 开始 开始 (A)>9？ (A)>9？ （A）+30H A （A）+30H A （A）+37H A （A）+07H A 结束 结束 第三步 根据算法绘制程序流程图（确定逻辑结构） No No Yes Yes

  26. （A） R2 （A）+246 A No Yes C=0 C=1？ (A)>9？ C=1 第四步 根据流程图编写源程序 ORG 0000H ；程序开始 HEXASC: MOV R2,A ADD A,#246 MOV A,R2 JNC AD30 ADD A,#07H AD30: ADD A,#30H END ；程序结束

  27. 开始 Yes P1.0=1？ No P2.0=0 A1: Yes P1.1=1？ No P2.1=0 A2: 例2 开关显示程序 已知流程图如下图示： 源程序如下： ORG 0000H ；程序开始 START: JB P1.0，A1 ；若P1.0=1则去A1 CLR P2.0 A1: JB P1.1，A2；若P1.0=1则去A2 CLR P2.1 A2: AJMP START ;重复上述过程 END ；程序结束

  28. 4．4 循环程序设计 需要多次连续重复的某一程序段：操作相同，只是操作数不同 一 循环程序的主要特点： ①大大缩短程序，减少占用程序空间； ②程序结构优化，清晰易读； ③循环程序主要由循环常数、循环体和循环控制三部分组成 二 循环的实现 通常由转移指令实现这一功能，多次转向某一程序段 ①条件转移指令 ②循环转移指令（减1条件转移指令）

  29. DJNZ Rn，标号 （Rn)—1 Rn DJNZ direct，标号 No （Rn) =0？ 操作： 1 先对Rn进行减1操作（Rn)—1 Rn ; 2 若（Rn） 0 则转移至标号位置；否则顺序执行。 Yes 循环转移指令 执行循环转移指令时，先对某一操作数进行减1操作，若仍 不为0则转移至标号称；若为0则顺序执行后面的指令。

  30. 50H X 例1 10个无符号单字节数求和程序 设在内部RAM的30H单元开始连续存放10个的无符号单字节数 试编一个求和程序，并将和存入内部RAM的50H单元 (设和不超过8位)。 第一步 问题分析（定义已知、要求及假设） a1+a2+a3+…+a9+a10 = X 30H 31H … … 39H 注：数据地址相邻即相差1

  31. 第二步 确定处理问题的方法即算法 a1 + a2 + a3+…+ a9 + a10 = X b1 b2 b8 b9=X 第三步 工作单元分配（变量或寄存器任务分配） 累加器A：存放中间结果b1、b2、..b9即存放累加和 最好用A ？ 寄存器R0（或R1）：存放数据地址指针 若将a1的地址存放在R0中设（R0）=30H，则a2的地址为（R0）+1 a3的地址为（R0）+1+1… R2:计数器：存放相加次数

  32. 0  A 10 R2 开始 开始 30H  R0 (A)+((R0))A (R0)+1 R0 No (R2)-1  R2=0? 是否加完? 结束 结束 Yes (A) 50H 第四步 根据算法绘制程序流程图（确定逻辑结构） 累加器A清0 置R2相加次数 设置初始地址 加一个数 指向下一个数 No Yes 保存结果

  33. 0  A 10 R2 开始 30H  R0 (A)+((R0))A (R0)+1 R0 No (R2)-1  R2=0? 结束 Yes (A) 50H 第五步 根据流程图编写源程序 ORG 0030H ；程序开始 START：CLR A ；清累加器A MOV R2，#10 ；相加次数送R2 MOV R0，#30H ；第一个数据地址送R0 LOOP1：ADD A，＠R0 ；循环累加 INC R0 ；地址指向下一个数 DJNZ R2，LOOP1 ；修改计数器并判断 MOV 50H，A ；保存和结果 END ；程序结束

  34. 例2将内部RAM 40H-4FH单元中数据全部清0 第一步 问题分析（定义已知、要求及假设） 40H 41H … … 4FH 第二步 确定处理问题的方法即算法 对某一单元清0即存入00H； 第三步 工作单元分配（变量或寄存器任务分配） 寄存器R0（或R1）：存放第一个单元地址值40H， 则第二个单元的地址为（R0）+1、 第三个单元的地址为（R0）+1+1… 寄存器R3：存贮单元个数

  35. 开始 设置初始地址入R0 置R3存贮单元个数 对存贮单元清0 指向下一个单元 No 所有单元完? 结束 Yes 第四步 根据算法绘制程序流程图（确定逻辑结构） ORG 0030H ；程序开始 START： MOV R0，#40H ；第一个单元地址送R0 MOV R3，#16 ；存贮单元个数送R3 LOOP1：MOV ＠R0，#00H ；清0 INC R0 ；指向下一单元 DJNZ R3，LOOP1 ； END ；程序结束 第五步 根据流程图编写源程序

  36. 4．5 子程序设计 1 子程序的定义 子程序名：... ；子程序开始 … … RET ;子程序结束 注：子程序名由用户定义，以字母开头 2 子程序的调用 在程序中需要执行这种操作的地方放置一条调用指令，当程序执行到调用指令，就转到子程序中完成规定的操作，并返回到原来的程序继续执行下去。 调用子程序的指令: ACALL 子程序名：短调用（2KB范围内） LCALL 子程序名：长调用（64KB范围内）

  37. 例 延时200ms的程序设计 设晶振fs=12MHZ 第一步 问题分析（定义已知、要求及假设） 第二步 确定处理问题的方法即算法 采用单重循环和子程序： 延时T≈一个子程序所需要的执行时间×循环次数 200ms ≈1ms ×200 第三步工作单元分配（变量或寄存器任务分配） R2:子程序工作寄存器 存放子程序循环次数 R3:主程序存放调用五程序的次数 注：主程序和子程序所用工作寄存器 不能冲突

  38. 开始 开始 置R3为调用次数200 LP1: 置R2为循环数 调用延时1ms子程序 LP0: 空操作 No 调用完? No Yes 循环完? 结束 结束 Yes 第四步 根据算法绘制程序流程图 主程序流程图 1ms延时子程序流程图

  39. 第五步 根据流程图编写源程序 START:MOV R3,#200 LP1:ACALL DELAY1MS ;调用延时1MS子程序 DJNZ R3,LP1 END DELAY1MS:MOV R4,#250 A1:NOP NOP DJNZ R2,A1 RET ;返回主程序

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